Как проверить цементировочное оборудование перед спуском насосно-компрессорных труб

Проверка цементировочного оборудования перед спуском насосно-компрессорных труб является одной из самых дешевых мер предосторожности при строительстве скважины, поскольку после того, как обратный клапан и цементировочный патрубок окажутся в скважине, их нельзя будет осмотреть повторно. Поврежденная резьба, заблокированное отверстие для заполнения, заедающий клапан или несоответствующее соединение могут превратить обычную цементацию в потерю времени буровой установки, мокрый башмак и восстановительные работы. Проверка представляет собой многоуровневый процесс: она начинается с момента получения оборудования на складе, продолжается проверками во время хранения и заканчивается дисциплинированным осмотром на буровой площадке непосредственно перед сборкой. Каждый уровень включает сравнение оборудования с данными подсчета труб и программой цементации, проверку физического состояния корпуса, резьбы и уплотнительных поверхностей, подтверждение правильной работы клапана и, при необходимости, испытание агрегата под давлением в направлении уплотнения. В данной статье изложен практический пошаговый метод, который инженеры-практики, буровые бригады и супервайзеры на месторождении могут использовать для подтверждения пригодности обратного оборудования к эксплуатации перед спуском колонны в скважину.

Что включает в себя проверка обратного оборудования

Проверка обратного оборудования — это процесс подтверждения того, что обратный клапан, цементировочный патрубок или обратный клапан являются правильным изделием, находятся в хорошем состоянии и способны выполнять свою одностороннюю барьерную функцию под нагрузками запланированной операции. Область применения шире, чем простой визуальный осмотр. Она включает контроль документации, поскольку поставка должна соответствовать заказу на покупку и подсчету труб; проверку размеров, поскольку тип соединения, размер и резьба должны соответствовать спускаемым трубам; функциональные проверки, поскольку захлопка, шарик или плунжер должны надежно закрываться, а механизм автоматического заполнения должен находиться в правильном режиме; и проверки целостности, поскольку агрегат должен выдерживать перепад давления в направлении уплотнения.

Отраслевые стандарты определяют базовый уровень производительности. API RP 10F и ISO 10427-2 описывают методы испытаний цементировочного обратного оборудования, включая испытания на герметичность жидкостью, испытания на перепад давления и температурные циклы, а производители обычно испытывают серийные изделия под давлением и предоставляют сертификаты. Проверка на месторождении не повторяет полную квалификационную программу; она подтверждает, что конкретный серийный агрегат, доставленный на буровую, соответствует своей документации и не имеет повреждений от транспортировки или хранения. Результат проверки должен быть зафиксирован, поскольку те же проверки могут быть повторены после длительного хранения на складе, а запись является частью файла скважины.

На практике полевая проверка следует краткому списку. Инженер подтверждает, что агрегат имеет правильный размер и соединение для труб, проверяет целостность защитных колпачков и чистоту резьбы, заглядывает внутрь, чтобы убедиться в наличии и отсутствии повреждений компонентов клапана, и проверяет, что механизм автоматического заполнения, если он установлен, находится в режиме, предусмотренном процедурой спуска. Повреждения от погрузчиков, строп или штабелированных труб распространены и обычно видны, но внутренние повреждения от ударов или попадания воды могут быть не видны, поэтому к визуальному осмотру должны прилагаться проверки размеров и функциональности.

Почему предварительная проверка предотвращает дорогостоящие отказы

Отказы обратного оборудования непропорционально дороги, потому что они обнаруживаются поздно. Клапан, который не выдерживает противодавление, обычно обнаруживается только после удара поршнем-скребком, когда цемент уже может возвращаться в трубы по кольцевому пространству. Неправильная резьба обнаруживается, когда соединение не собирается, после того как трубы уже спускаются. Заблокированное отверстие автоматического заполнения может быть обнаружено, когда трубы не заполняются, или, что хуже, когда избыточное давление повреждает пласт во время спуска. В каждом случае устранение последствий требует времени буровой установки, а на глубоких или наклонно-направленных скважинах восстановительные операции медленны и трудны. Экономика проста: час предварительной проверки стоит доли часа времени буровой установки и тратится до того, как риск будет реализован в скважине.

• Предотвращает непродуктивное время. Обнаружение поврежденной резьбы, заедания клапана или несоответствия документации на буровой площадке стоит минут; обнаружение той же проблемы после спуска труб стоит дней на подъем, бурение или извлечение колонны.
• Защищает барьер противодавления. Обратное оборудование является частью барьерной оболочки скважины во время переходного периода цементации, а проверенный клапан снижает риск обратного тока цемента, миграции газа и потери гидростатического контроля в критический период ожидания.
• Подтверждает совместимость с программой. Проверка размера, соединения, номинального давления и конфигурации автоматического заполнения в соответствии с программой цементации гарантирует, что оборудование будет работать с запланированной плотностью раствора, скоростями вытеснения и процедурой удара поршнем.
• Создает аудируемую запись качества. Документированные результаты осмотра и испытаний, привязанные к серийному номеру каждого агрегата, предоставляют оператору, буровому подрядчику и поставщику четкую запись на случай возникновения вопросов в дальнейшем.

Существует также аргумент в пользу целостности барьера. Обратное оборудование является частью первичной системы цементационного барьера, а операционные политики все чаще требуют документального подтверждения того, что компоненты барьера были проверены перед установкой. Подписанная запись осмотра с серийными номерами, испытательными давлениями и результатами предоставляет команде скважины обоснованный файл на случай, если последующее расследование потребует выяснить, что и когда было проверено. Это также защищает отношения с поставщиком: документированная проверка на буровой площадке отличает повреждения, возникшие при транспортировке или обращении, от производственных дефектов, поэтому гарантийные претензии решаются на основе фактов, а не воспоминаний. Проверка также накапливает опыт, поскольку повторные проверки создают надежную запись повреждений при обращении, дефектов хранения и ошибок в документации, что помогает команде выявить слабые места в собственной цепочке поставок.

Как проверить обратное оборудование перед спуском труб

Приведенная ниже последовательность проверки может применяться на складе, на буровой площадке или в обоих местах. Цель одна и та же: доказать, что оборудование правильное, неповрежденное и функциональное, прежде чем оно будет использовано в скважине.

Сопоставьте документацию с подсчетом и программой

Начните с документов. Убедитесь, что серийный номер, размер, вес, тип соединения и номинальное давление на каждой коробке и каждом агрегате соответствуют заказу на покупку, упаковочному листу и подсчету труб. Проверьте отчеты об испытаниях материалов, отчеты о проверке размеров и сертификаты испытаний под давлением и убедитесь, что оборудование было изготовлено и испытано в соответствии с соответствующими стандартами качества и производительности, включая API RP 10F и ISO 10427-2, где это указано. Убедитесь, что конфигурация клапана, такая как одинарный или двойной клапан, обычный или с автоматическим заполнением, соответствует программе цементации, поскольку агрегат, правильный во всех других отношениях, но неправильный по конфигурации, все равно выйдет из строя в процессе работы.

Осмотрите корпус, резьбу и защитные детали

Визуально осмотрите внешнюю поверхность каждого цементировочного патрубка и обратного клапана на предмет вмятин, сдавливания, ржавчины или ударных повреждений, которые могут исказить корпус клапана или зону уплотнения. Снимите защитные колпачки резьбы и тщательно осмотрите резьбу на предмет порезов, зазубрин, коррозии или грязи, и при малейшем сомнении подтвердите тип и размер резьбы с помощью калибра. Проверьте внутренний канал на наличие препятствий, посторонних материалов или повреждений и убедитесь, что остатки цемента или грязи от предыдущего обращения были удалены. Установите обратно чистые защитные колпачки резьбы, если оборудование будет храниться снова, и зафиксируйте результаты осмотра.

Подтвердите работу клапана и внутреннюю конфигурацию

Проверьте сам механизм клапана. Для клапана-захлопки убедитесь, что захлопка полностью возвращается в закрытое положение под действием пружины и что уплотнительная поверхность чистая и неповрежденная. Для клапана с шариком и седлом убедитесь, что шарик свободно перемещается в своем гнезде и правильно садится. Для плунжерного или конусного клапана убедитесь в плавности хода. Если оборудование имеет функцию автоматического заполнения, убедитесь, что отверстия для заполнения открыты, механизм находится в режиме, предусмотренном планом спуска, и перепад давления при закрытии соответствует программе. Убедитесь, что любая конвертируемая функция установлена ​​в соответствии с намерением, поскольку патрубок с автоматическим заполнением, оставленный в неправильном режиме, либо предотвратит заполнение, либо не обеспечит барьер, когда это необходимо.

Испытайте клапан под давлением в направлении уплотнения

Когда это требуется программой, испытайте каждый агрегат под давлением перед его спуском. Испытание прикладывает давление в направлении, в котором клапан должен герметизировать, выдерживая номинальное или заданное испытательное давление в течение периода, определенного в процедуре, обычно достаточно долгого, чтобы доказать стабильное, герметичное уплотнение. Подтвердите результат в соответствии с номинальными характеристиками оборудования и зафиксируйте его в листе испытаний. Это испытание является наиболее близким практическим воспроизведением задачи клапана, которая заключается в выдерживании перепада давления, возникающего, когда столб цемента в кольцевом пространстве давит обратно на более легкую жидкость внутри труб после удара поршнем.

Обращайтесь, храните и собирайте с осторожностью

Обратное оборудование — это прецизионное оборудование, и с ним следует обращаться соответствующим образом. Поднимайте его с помощью строп или элеваторов, никогда не роняйте и не катайте по твердым поверхностям, и держите его сухим и защищенным до сборки. Используйте правильную резьбовую смазку для соединения, наносите ее равномерно и собирайте с моментом затяжки, указанным для типа соединения. После того как агрегат будет собран с колонной труб, защищайте клапан от ударов во время обращения с колонной и следуйте процедуре спуска для заполнения, контроля давления и циркуляции, чтобы проверенное оборудование достигло забоя в том же состоянии, в котором оно покинуло буровую площадку.

Часто задаваемые вопросы

Когда следует начинать проверку обратного оборудования?

Проверка должна начинаться при получении, до помещения оборудования на хранение. Первоначальная проверка подтверждает соответствие поставки заказу и устанавливает базовую запись о состоянии. Последующие проверки на буровой площадке подтверждают, что ничего не изменилось во время транспортировки и хранения, поэтому двухэтапный подход обеспечивает наилучшую защиту цементации.

Можно ли проверить работу клапана только визуальным осмотром?

Визуальный осмотр подтверждает, что захлопка возвращается, шарик движется, а седло чистое, но он не может доказать герметичность. Для проверки целостности требуется испытание под давлением в направлении уплотнения, поэтому наиболее критичные агрегаты осматриваются и испытываются перед спуском в скважину.

Почему необходимо испытывать обратное оборудование под давлением перед спуском в скважину?

Испытание под давлением доказывает, что клапан выдержит перепад давления, который он испытает после размещения цемента, когда столб цемента в кольцевом пространстве давит обратно на жидкость внутри труб. Без испытания поврежденное уплотнение или седло могут пройти визуальный осмотр и выйти из строя в самый неподходящий момент операции.

Какие документы должны сопровождать обратное оборудование на буровую?

Каждый агрегат должен прибыть с отчетами об испытаниях материалов, отчетом о проверке размеров и сертификатом испытаний под давлением, а также с упаковочным листом и записями об отслеживаемости серийных номеров. Эти документы проверяются на соответствие заказу на покупку и подсчету труб во время предварительной проверки и остаются частью файла скважины для дальнейшего использования.

Как следует хранить обратное оборудование перед спуском?

Храните обратное оборудование под навесом, вдали от влаги, тепла и прямых солнечных лучей, с установленными защитными колпачками резьбы и защищенными от повреждений эластомерными уплотнениями. Длительное воздействие влаги или тепла может привести к ухудшению состояния уплотнений и резьбовых смазок, поэтому агрегаты, хранящиеся в течение длительного времени, должны быть повторно осмотрены и испытаны перед сборкой и спуском.

Кто должен проводить предварительную проверку?

Проверка является общей ответственностью. Оператор или буровой подрядчик обычно руководит осмотром, буровая бригада оказывает помощь в обращении и испытаниях, а поставщик оборудования может предоставить инженеров по применению для подтверждения конфигурации и требований к испытаниям. Все стороны должны рассмотреть и подписать запись осмотра перед спуском оборудования в скважину.

Заключение

Проверка цементировочного обратного оборудования перед спуском насосно-компрессорных труб защищает скважину, график и саму цементацию. Процесс прост: сопоставьте каждый серийный агрегат с его документацией и подсчетом труб, осмотрите корпус, резьбу и уплотнительные поверхности, подтвердите правильную работу клапана и любого механизма автоматического заполнения, а также испытайте агрегат под давлением в направлении уплотнения, когда это требуется программой. Эти проверки занимают минуты на буровой площадке, но предотвращают отказы, которые иначе проявились бы после удара поршнем, когда цемент может обратно течь, а зона башмака уже загрязнена. Поскольку обратное оборудование нельзя осмотреть после того, как оно оказалось в скважине, предварительная проверка является последним шансом выявить проблему на поверхности. Сделайте ее стандартной частью процедуры спуска труб, зафиксируйте каждый результат и привлекайте инженеров поставщика при возникновении вопросов по конфигурации.